Классификация катушек индуктивности. Классификация и основные параметры катушек индуктивности: виды, характеристики, применение

Что такое катушка индуктивности. Какие бывают виды катушек индуктивности. Как классифицируются катушки индуктивности по конструкции и назначению. Каковы основные параметры и характеристики катушек индуктивности. Где применяются различные типы катушек индуктивности.

Что такое катушка индуктивности и принцип ее работы

Катушка индуктивности — это пассивный электронный компонент, состоящий из проводника, намотанного в виде спирали. Основной принцип работы катушки индуктивности основан на явлении электромагнитной индукции:

• При протекании электрического тока через витки катушки вокруг нее создается магнитное поле
• При изменении тока, протекающего через катушку, изменяется магнитное поле
• Изменение магнитного поля индуцирует ЭДС самоиндукции в витках катушки
• ЭДС самоиндукции препятствует изменению тока в катушке

Таким образом, катушка индуктивности обладает свойством накапливать энергию магнитного поля при протекании через нее электрического тока. Это свойство количественно характеризуется индуктивностью катушки.

Классификация катушек индуктивности по конструкции

По конструктивному исполнению катушки индуктивности можно разделить на следующие основные типы:

1. Однослойные и многослойные катушки

Однослойные катушки имеют один слой намотки провода, а многослойные — несколько слоев. Многослойные катушки позволяют получить большую индуктивность при меньших габаритах.

2. Катушки с каркасом и бескаркасные

Катушки с каркасом наматываются на диэлектрический каркас (пластик, керамика). Бескаркасные катушки не имеют каркаса и держат форму за счет жесткости провода.

3. Катушки с сердечником и без сердечника

Катушки с сердечником имеют магнитный сердечник (феррит, железо), что позволяет увеличить индуктивность. Катушки без сердечника имеют воздушный сердечник.

4. Экранированные и неэкранированные катушки

Экранированные катушки имеют экран для уменьшения влияния внешних полей. Неэкранированные катушки не имеют дополнительного экрана.

Классификация катушек индуктивности по назначению

По функциональному назначению катушки индуктивности можно разделить на следующие виды:

1. Силовые дроссели

Применяются в цепях питания для фильтрации помех и сглаживания пульсаций. Имеют большую индуктивность и рассчитаны на протекание значительных токов.

2. Высокочастотные дроссели

Используются для подавления высокочастотных помех. Имеют относительно небольшую индуктивность, но работают на высоких частотах.

3. Катушки контуров

Применяются в колебательных контурах радиоаппаратуры. Обладают высокой добротностью и стабильностью параметров.

4. Катушки связи

Используются для связи между каскадами и узлами радиоаппаратуры. Обеспечивают передачу сигнала с минимальными искажениями.

Основные параметры и характеристики катушек индуктивности

Основными параметрами, характеризующими катушки индуктивности, являются:

1. Индуктивность

Индуктивность L — это основной параметр катушки, характеризующий ее способность накапливать энергию магнитного поля. Измеряется в Генри (Гн).

2. Добротность

Добротность Q характеризует качество катушки и определяется как отношение реактивного сопротивления к активному. Высокая добротность означает малые потери энергии в катушке.

3. Собственная емкость

Собственная емкость C₀ обусловлена наличием паразитной емкости между витками катушки. Ее наличие ограничивает рабочий диапазон частот катушки.

4. Температурный коэффициент индуктивности

ТКИ характеризует изменение индуктивности при изменении температуры. Низкий ТКИ обеспечивает стабильность параметров катушки.

Применение различных типов катушек индуктивности

Различные типы катушек индуктивности находят широкое применение в электронике и радиотехнике:

1. Силовая электроника

В источниках питания, преобразователях напряжения, фильтрах применяются силовые дроссели большой индуктивности.

2. Радиоаппаратура

В радиоприемниках и передатчиках используются высокочастотные катушки индуктивности для построения колебательных контуров и фильтров.

3. Измерительная техника

Прецизионные катушки индуктивности применяются в измерительных приборах и эталонах.

4. Телекоммуникации

В оборудовании связи катушки используются для согласования, фильтрации, развязки цепей.

5. Автомобильная электроника

Катушки индуктивности входят в состав различных электронных блоков управления и систем автомобиля.

Таким образом, катушки индуктивности являются важным элементом многих электронных устройств. Правильный выбор типа и параметров катушки позволяет обеспечить требуемые характеристики разрабатываемой аппаратуры.

1. Классификация и основные технические параметры катушек индуктивности

Лекция № 6 (2.3.) Катушки индуктивности

2. Основные элементы катушек индуктивности

3. Расчет индуктивности и собственной емкости катушек индуктивности

1. Классификация и основные технические параметры катушек индуктивности

Как магнитное, так и электрическое поля создаются тем или иным элементом цепи. В случае статических полей, магнитное и электрическое поля могут существовать независимо друг от друга. Переменное же электрическое поле всегда неразрывно связано с беременным магнитным полем. Однако, несмотря на эту связь, можно выделить детали, назначение которых состоит в создании или в преимущественном использовании одного из этих полей. Применительно к электрическому полю такими деталями являются конденсаторы, а применительно к магнитному — детали, называемые катушками индуктивности.

Любой проводник с током создает в окружающем его пространстве магнитное поле. Для концентрации поля в заданном локальном объеме проводник с током свертывается в цилиндрическую спираль, называемую в электротехнике соленоидом.

В радиоэлектронике вместо термина «соленоид» используется наименование «катушка индуктивности»(лат.inductio

— наведение). Используя различное число вит­ков, изменяя их форму или помещая внутрь катушки сердечник с повышенным значением, можно при одной и той же величине тока, протекающего через катушку, создавать магнитное поле различной интенсивности.

Классификация катушек индуктивности

Катушки индуктивности можно классифицировать по ряду при­знаков.

По конструкцииони подразделяются на:

• однослойные и многослойные,

• на каркасах и бескаркасные,

• с сердечниками и без сердечников,

• на экранированные и неэкранированные,

• высокочастотные (обладающие индуктивным характером полного сопротивления в диапазоне частот от 100 кГцдо400 МГц) и низкочастотные и т.

  д.

По назначениюкатушки индуктивности подразделяются на:

Основные характеристики и параметры катушек индуктивности

Основными характеристиками катушек являются индуктивность, собственная емкость, активное сопротивление и добротность, температурная стабильность индуктивности. Рассмотрим эти параметры.

Индуктивность катушки L— основной параметр, определяющий реактивное сопротивление, которым обладает катушка в электрической цепи. При расчете индуктивности катушек различной конструкции пользуются полуэмпирическими формулами и вспомогательными графиками, приводимыми в справочной литературе. В отличие от конденсаторов и резисторов, номинальные значения индуктивности катушек (исключение составляют унифицированные ВЧ и НЧ дроссели) ГОСТами не нормируются, а определяются исходя из стандартов предприятий или технических условий на конкретную аппаратуру.

В РЭА применяются катушки с индуктивностью от долей микрогенри (контурные высокочастотные) до десятков генри (дроссели фильтров выпрямителей). Контурные катушки по величине индуктивности изготовляются с точностью0,2…0,5%,а для других катушек индуктивности допустима точность10…15%.

Собственная емкостькатушкиC_Lобусловлена существованием электрического поля между ее отдельными вит­ками, а также между отдельными витками и корпусом (и экраном, если он имеется)прибора. Обычно считают(кадр 1),что соб­ственная емкость катушки состоит из внутреннеймежвитковой емкостиC _ВН = 

 C _ВН  iимонтажной емкостиC_М =  C _М  i,т. е. C_L  = C _ВН  + C_М.

С увеличением диаметра намотки и уменьшением ее шага емкость C _ВН  возрастает. Существенное увеличение емкостиC _ВН происходит при использовании каркасов катушек из материалов с повышенным значением.

Монтажная емкость C_Мзависит от расположения катушки по отношению к шасси устройства, другим деталям, от размеров и формы экрана, если катушка экранирована. Из-за сложной конфигурации электрических полей точный расчет емкостиC_Lпрактически невозможен и ее величину обычно определяют экспериментально. У применяемых в РЭА катушек индук­тивности величинаC_L обычно составляет от единиц до десятков и (при многослойной намотке) пикофарад.

Сопротивление потерь. Добротность катушки индуктивности. На низких частотах активное сопротивление катушки индуктивности можно считать равным сопротивлению провода ее обмотки на постоянном токе. С переходом на более высокие частоты начинает проявляться

поверхностный эффекти активное сопротивление катушки возрастает. Кроме то­го, при сворачивании провода в спираль, т.е. при его намотке на катушку, магнитное поле проводника искажается вследствие появления магнитной связи между отдельными витками, и оно оказывается несимметричным относительно сечения провода. Это, в свою очередь, приводит к неравномерному распределению тока по периметру сечения проводника: внутри витка плотность тока будет выше. Смещение тока высокой частоты к оси обмотки катушки носит названиеэффекта близости. Его влияние также уве­личивает активное сопротивление катушки.

Таким образом, можно считать, что активное сопротивление провода обмотки на переменном токе R_~= R_ПЭ +R_Б, гдеR_ПЭ— составляющая сопротивления, зависящая от поверхностного эффекта,R_Б.- составляющая, показывающая дополнительное возрастание сопротивления провода обмотки вследствие эффекта близости.

При фиксированном значении частоты переменного тока величинаR _ПЭбудет тем меньше, чем больше диаметр проводаd.

Эф­фект близости, наоборот, проявляется более заметно с возрастанием диаметра провода d, т.е. с увеличением диаметра величинаR _Бвозрастает. Нарис.2.3.2показаны кривые этих зависимостей и зависимость полного сопротивления провода обмотки R_~ = R _ПЭ +R _Б  = f(d)от его диаметра. Для каждого значения частоты переменного тока существует оптимальный диаметр проводаd_ОПТ, при котором активное сопротивление катушкиR_~ = R _MIN, т.е. оно минимально.

Сопротивление провода R_~ на частотах до 1МГцможно уменьшить на30…40%,если вместо провода круглого сечения для намотки катушки применитьлитцендрат — многожильный провод, состоящий из отдельных перевитых друг с другом проводников малого сечения, изолированных друг от друга. Это объясняется тем, что поверхность литцендрата оказывается намного больше поверхности монолитного провода, имеющего ту же площадь поперечного сече­ния.

Величину R_~ как параметр катушки для сравнения между собой различных катушек обычно не используют. Ею пользуются лишь для теплового расчета катушек индуктивности в выходных каскадах мощных радиопередатчиков.

Для сравнения между собой отдельных катушек удобнее использовать параметр, определяющий активные потери как относительную величину, определяемую сравнением энергии W _R, которая затрачивается в сопротивленииR_~ за период гармонического колебания, с максимальной энергиейW _L,запасаемой в магнитном поле катушки. Отношение

W _L, / W _R =   L / 2R_~ 

и характеризует качество катушки. Однако для упрощения расчетов параметром катушки принято считать величину в 2раз большуюW _L, / W _R:

Q =  L / R_~  (2.3.1)

Эта величина называется добротностьюкатушки индуктивности.

Чем выше добротность, тем меньше величина потерь в катушке и выше ее качество. Значение Qопределяется выбором типа обмотки, материала каркаса, конструкцией катушки и влиянием окружающих катушку других деталей при ее монтаже в аппаратуре.

В зависимости от влияния перечисленных факторов добротность применяемых в РЭА катушек обычно лежит в пределах 50…600, а при наличии сердечников может быть и выше.

Температурный коэффициент индуктивности. Изменение температуры окружающей среды приводит к тому, что меняются длина и диаметр провода обмотки, размеры каркаса катушки, диэлектрическая проницаемость материала каркаса и изоляции и т.д. Это приводит к изменению индуктивности катушки и ее добротности. Мерой зависимости индуктивности катушки от температуры являетсятемпературный коэффициент индуктивности(ТКИ),определяемый аналогично другим температурным коэффициентам. Для катушек с многослойной обмоткойТКИ = (50…500)10 ^— 6 К, для катушек с однослойной обмоткой ТКИ существенно ниже.

Для повышения температурной стабильности катушек приме­няют пропитку их каркасов и изоляции, используют керамические каркасы с обмоткой, выполненной методом вжигания серебра, и герметизацию катушек. можно считать, что добротность катушек снижается в среднем на 1 %на каждые3°сприращения температуры по отношению к их добротности при20°с. воздействие влаги может привести к существенному изменению (до30 %) собственной емкости и добротности катушек. Обычно это изменение носит обратимый характер, и после сушки величиныq иc_lпринимают практически прежние значения.

Классификация катушек индуктивности

По частотному диапазону: длинноволновые, средневолновые, коротковолновые, УКВ и СВЧ катушки индуктивности.

В зависимости от требуемой частоты, на которой катушка будет работать, она может иметь самые различные исполнения.

Для высоких частот это может быть простая катушка состоящая из нескольких витков провода или же катушка с сердечником из ферромагнитного материала и иметь индуктивность от нескольких наногенри до нескольких десятков миллигенри. Такие катушки применяются в радиоприемной, передающей, измерительной аппаратуре и т.п.

Катушки, работающие на высоких частотах, можно разделить на катушки контуров, катушки связи и дроссели высокой частоты. В свою очередь катушки контуров могут быть с постоянной индуктивностью и переменной индуктивностью (вариометры).

По конструктивному признаку высокочастотные катушки разделяются на однослойные и многослойные, экранированные и неэкранированные, катушки без сердечников и катушки с магнитными и немагнитными сердечниками, бескаркасные, цилиндрические плоские и печатные.

Для работы в цепи переменного тока низкой частоты, на звуковых частотах, во входных фильтрах блоков питания, в цепях питания осветительного электрооборудования применяются катушки с достаточно большой индуктивностью. Их индуктивность достигает десятки и даже сотни генри, а в обмотках могут создаваться большие напряжения и протекать значительные токи.

Для увеличения индуктивности при изготовлении таких катушек применяют магнитопроводы (сердечники), собранные из отдельных тонких изолированных пластин сделанных из специальных магнитных материалов – электротехнических сталей, пермаллоев и др.

Применение наборных магнитопроводов обусловлено тем, что под действием переменного магнитного поля в сплошном магнитопроводе, который можно рассматривать как множество короткозамкнутых витков, образуются вихревые токи, которые нагревают магнитопровод, бесполезно потребляя часть энергии магнитного поля. Изоляция же между слоями стали оказывается на пути вихревых токов и значительно снижает потери.

Рис.1. Различные конструкции катушек индуктивности

По методу изготовления: вожженные, намотанные, печатные, тонкопленочные.

По типу намотки: намотка может быть однослойной и многослойной, намотанной виток к витку или с шагом. Шаг между витками может быть постоянным или прогрессивным (изменяющимся по длине катушки). Многослойные катушки могут быть с произвольной, рядовой, универсальной и секционированной обмоткой. Способ намотки и конструкция влияют на конечные размеры изделия.

По конструкции: цилиндрические, кольцевые, спиральные, бескаркасные, с каркасом, с сердечником и без него, экранированные и без экрана

По назначению: контурные катушки индуктивности, катушки связи.

Основными элементами катушки индуктивности являются:

Каркас, обмотка, сердечник, экран.

Каркас выполняется из материала с минимальным произведением ε х tg φ, что позволяет обеспечить малую собственную емкость и повысить добротность (снизить потери в каркасе). На ДВ и СВ каркасы изготавливают из пресс порошков или термопластичных пластмасс. На КВ и УКВ необходимы высокочастотные диэлектрики с малым значением ε – керамика, полистирол. Если катушка индуктивности имеет малую индуктивность, малое число витков, можно сделать катушку индуктивности из толстого неизолированного провода с бескаркасной намоткой.

Чаще всего витки наматываются на цилиндрический или тороидальный каркас:

Рис.2. Каркасы для катушек индуктивности

Что такое индуктор и типы индукторов » Заметки по электронике

Существует много различных типов катушек индуктивности, каждая из которых имеет свои собственные свойства — понимание свойств различных типов необходимо для выбора правильного типа для схемы.

---

Катушки индуктивности Включает:
Типы катушек индуктивности Характеристики индуктора Как выбрать правильный индуктор Ферриты Ферритовые бусины Трансформаторы, виды, применение

---

Катушки индуктивности являются важным элементом многих схемных схем, и существует множество типов и стилей, которые используются в электронной промышленности.

Катушки индуктивности

выполняют ряд различных функций в различных электронных схемах. Некоторые типы могут использоваться для фильтрации и удаления пиков на линиях электропередач, другие используются в высокопроизводительных фильтрах. Другие могут использоваться в генераторах, и есть много других областей, где можно использовать катушки индуктивности.

Выбор индукторов с выводами

В результате этого можно получить множество различных типов индукторов. Размер, частота, сила тока, стоимость и многие другие факторы означают, что существует множество различных типов и форм катушек индуктивности.

В дополнение к этому, существуют типы с обычными выводами. Другие, более крупные, могут быть прикреплены к шасси, а в другой крайности есть очень маленькие индукторы для поверхностного монтажа.

Основы индуктора

При рассмотрении того, что представляет собой катушка индуктивности и какие существуют различные типы катушек индуктивности, в первую очередь стоит понять их функции: что они из себя представляют, как они работают в электронной схеме и какие существуют форматы для реальных электронных компонентов.

Хотя существует множество различных типов катушек индуктивности, все они подчиняются одним и тем же основным законам природы. Каждый индуктор создает магнитное поле вокруг проводника, и в результате этого индуктор сопротивляется любому изменению потока тока.

Если источник ЭДС удален, то катушка индуктивности создаст противоЭДС, чтобы попытаться поддерживать ток. Если применяется переменный сигнал, то он будет препятствовать протеканию тока из-за индуктивного реактивного сопротивления.

Основные параметры используются в индукторе, независимо от его типа.

Примечание по индуктивности:

Индуктивность является одним из основных факторов, влияющих на электрические цепи. Любой провод или катушка имеет определенную индуктивность, связанную с ней, которая вызвана магнитным полем, которое создается при протекании тока. Энергия накапливается в поле, и действие катушки заключается в том, чтобы оказывать сопротивление изменению тока, протекающего внутри проводника или катушки.

Подробнее о Индуктивность.

Хотя существует определенный уровень индуктивности, связанный с прямым проводом, эффект усиливается, если провод превращается в катушку. Эффект еще более усиливается, если для катушки индуктивности также используется магнитный сердечник.

Именно по этой причине многие катушки индуктивности имеют железные или ферритовые сердечники. Это значительно увеличивает уровень индуктивности и означает, что индуктор будет иметь гораздо больший эффект для данного размера.

Сердечники индуктивности

Индукторы

обычно изготавливаются в виде катушки. Причина этого в том, что магнитное поле связано между обмотками и накапливается. Такую катушку индуктивности с достаточно большой индуктивностью построить проще.

Поскольку проницаемость среды, в которой расположена катушка, оказывает большое влияние на индуктивность, часто используется сердечник, проходящий по центру катушки.

Используются сердечники из железа, феррита и других магнитных материалов. Все это значительно увеличивает уровень индуктивности, который может быть получен, но необходимо соблюдать осторожность при выборе сердечника, чтобы убедиться, что его характеристики соответствуют уровню мощности, частоте и общему применению катушки индуктивности.

Различные типы сердечников индуктора

Как и другие типы компонентов, такие как конденсатор, существует очень много различных типов катушек индуктивности. Однако может быть немного сложнее точно определить различные типы катушек индуктивности, потому что разнообразие применений катушек индуктивности очень велико.

Хотя индуктор можно определить по материалу его сердечника, это не единственный способ его классификации. Однако для основных определений используется именно этот подход.

• Катушка индуктивности с воздушным сердечником: Этот тип катушки индуктивности обычно используется для радиочастотных приложений, где требуется меньший уровень индуктивности. Тот факт, что сердечник не используется, имеет несколько преимуществ: в сердечнике нет потерь, поскольку воздух не имеет потерь, и это приводит к высокому уровню добротности при низком сопротивлении индуктора или катушки. В противоположность этому количество витков на катушке больше, чтобы получить тот же уровень индуктивности, и это может привести к физическому увеличению размера.

  Хотя этот тип индуктора называется индуктором с воздушным сердечником, часто его можно наматывать на каркас, чтобы витки оставались на месте. Меньшие катушки могут быть действительно с воздушным сердечником и не иметь каркаса, но это может привести к таким аспектам, как изменения индуктивности при ударах, вибрации и т.п.

  При использовании формирователей они будут выбираться из материала, который не проводит ток. Если бы он проводил ток, то в каркасе индуцировались бы токи, что нарушало бы действие катушки индуктивности. В соответствии с этим часто выбирают изоляционный материал: пластик, керамику и тому подобное.

• Катушка индуктивности с железным сердечником: Железные сердечники обычно используются в индукторах большой мощности и индуктивности. В некоторых звуковых катушках или дросселях может использоваться железный ламинат. В настоящее время они, как правило, не используются широко из-за стоимости и размера.

  При их использовании сердечник ламинируется, так как это уменьшает вихревые токи и, следовательно, потери

• Катушка индуктивности с ферритовым сердечником: Ферритовый сердечник является одним из наиболее широко используемых сердечников для различных типов катушек индуктивности. Феррит представляет собой металлооксидную керамику на основе смеси оксида железа Fe2O3 и оксидов марганца-цинка или никеля-цинка, которые экструдируются или прессуются в требуемую форму.

  Катушки индуктивности на тороидальном ферритовом каркасе

  В этих электронных компонентах используется феррит различных сортов и типов. Они имеют разные уровни проницаемости и, следовательно, дают разные уровни увеличения индуктивности. Однако они также вносят потери, которые увеличиваются с частотой и т. Д. Таким образом, выбор правильного феррита для конкретной требуемой катушки индуктивности является частью выбора, если они должны быть специально намотаны для конструкции ВЧ или другой общей схемы.

• Железный силовой индуктор: Другим сердечником, который можно использовать в различных типах индукторов, является оксид железа. Подобно ферриту, он обеспечивает значительное увеличение проницаемости, что позволяет изготавливать катушки или катушки индуктивности гораздо большей индуктивности в небольшом пространстве.

Различные типы механических индукторов и применение

Катушки индуктивности также можно разделить на категории с точки зрения их механической конструкции. Существует ряд различных стандартных типов, по которым можно классифицировать катушки индуктивности:

• Катушка индуктивности: Катушка индуктивности этого типа устанавливается на цилиндрическую катушку. Они могут быть предназначены для монтажа на печатной плате, даже для поверхностного монтажа они могут быть намного больше и монтироваться с помощью каких-либо других механических средств. Некоторые более старые версии этих катушек индуктивности могут даже иметь формат, аналогичный обычным резисторам с выводами.
• Тороидальный индуктор:  Эта форма индуктора намотана на тороид — круглый каркас. В качестве первого часто используется феррит, так как это увеличивает проницаемость сердечника. Преимущество тороида заключается в том, что тороид позволяет магнитному потоку двигаться по окружности вокруг тороида, в результате чего утечка потока очень мала. Недостатком тороидального индуктора является то, что для производства требуется специальная намоточная машина, поскольку провод должен проходить через тор для каждого требуемого витка. Тороидальный индуктор
• Многослойный керамический индуктор:   Этот тип индуктора широко используется в технологии поверхностного монтажа. Катушка индуктивности изготавливается внутри феррита или чаще магнитного керамического материала. Катушка заключена в керамический корпус и представлена ​​во внешней цепи на торцевых крышках так же, как чип-конденсаторы и т. д.
• Пленочный индуктор:   В этом типе индуктора используется пленка проводника на основном материале. Затем пленке травят или придают необходимую форму проводника.

Как видно, существует несколько способов классификации различных типов катушек индуктивности. Каждый из этих электронных компонентов имеет свои преимущества, и поэтому необходимо принять решение о различных вариантах, доступных при выборе катушки индуктивности для конкретного приложения, будь то конструкция низкочастотной схемы, конструкция ВЧ или, возможно, даже фильтры ЭМС. , или другие приложения для проектирования электронных схем. Современные материалы и технологии означают, что производительность катушек индуктивности повысилась, и перед разработчиком схем открыто множество вариантов, будь то для радиочастотных приложений, борьбы с электромагнитными помехами или для силовых приложений.

Другие электронные компоненты:
Батарейки конденсаторы Соединители Диоды полевой транзистор Индукторы Типы памяти Фототранзистор Кристаллы кварца Реле Резисторы ВЧ-разъемы Переключатели Технология поверхностного монтажа Тиристор Трансформеры Транзистор Клапаны/трубки
    Вернуться в меню «Компоненты». . .

12 Различные типы катушек индуктивности и их применение [PDF]

В этой статье вы узнаете о различных типах катушек индуктивности и их применении.

Кроме того, загрузите PDF-файл внизу этой статьи.

Что такое индуктор?

Катушки индуктивности представляют собой электрические/электронные компоненты, препятствующие изменению тока благодаря собственной индуктивности. Он состоит из нескольких витков тонкой медной проволоки, намотанной на сердечник из какого-либо материала (воздух, железо, порошковое железо или ферритовый материал) в виде спирали.

https://commons.wikimedia.org/

Когда ток протекает через катушку индуктора, он индуцирует ЭДС из-за эффекта электромагнитной индукции, которая противодействует изменению причины для этого (приложенного тока). Катушки индуктивности в основном классифицируются в зависимости от используемого материала сердечника и рабочей частоты.

Читайте также: Типы цепей, закон Кирхгофа и его классификация

Типы катушек индуктивности

Типы катушек индуктивности:

1. Iron Cored Inductors
2. Air Cored Inductors
3. Powdered Iron Cored Inductors
4. Ferrite Cored Inductors
5. Variable Inductors
6. Audio Frequency Inductors
7. Radio Frequency Inductors
8. Multi-layer inductor
9. Molded inductor
10. Coupled inductor
11. Тонкопленочный индуктор
12. Катушка индуктивности с цветным кольцом

Читайте также: Типы автоматических выключателей: их работа и применение [PDF]

#1 Катушки индуктивности с железным сердечником

На рисунке представлены детали конструкции и обозначение катушки индуктивности с железным сердечником, состоящей из катушки, намотанной на ламинированный сердечник из железа или сплавов кобальта или никеля.

Два провода подсоединяются к двум концам катушки и также центрируются на половине длины катушки. Он также известен как трансформатор, состоящий из первичной и вторичной обмоток, в которых два вывода припаяны к первичной и три

Применения: Используются:

• При низкой частоте сети (50 Гц) для создания импульсных перенапряжений.
• На звуковой частоте (20 Гц – 20 кГц) в качестве дросселей ЗЧ для регулировки тембра.
• В качестве фильтра дросселей с конденсатором в блоках питания.

#2 Катушки индуктивности с воздушным сердечником

На рисунке показаны детали конструкции катушек индуктивности с воздушным сердечником, которые состоят из воздуха в качестве материала сердечника, т. е. катушка намотана на изолирующий бобину, содержащую воздух. Они могут работать на радиочастотах.

Применение: Используются:

• В качестве ВЧ-дросселей, ВЧ-трансформаторов и ПЧ-трансформаторов железные стержни используются в качестве сердечников. Они используются на более высоких частотах.

  Применение: Используются:

  • ВЧ дроссели, ВЧ трансформаторы в радиоприемниках.
  • В качестве трансформаторов ПЧ и дросселей ПЧ в радиоприемниках.
  • В качестве антенной катушки в настроечных цепях радиоприемников.
  • Для настройки радиоприемника, связанного с групповыми конденсаторами.

  #4 Катушки индуктивности с ферритовым сердечником

  Катушки индуктивности с ферритовым сердечником содержат катушки, намотанные на сплошной сердечник из ферритового материала. Это катушки индуктивности с сердечником и тороидальным сердечником, как показано на рисунке.

  Применение: Используются в более высоких диапазонах частот.

  • Для подавления радиопомех.
  • В качестве фильтрующих дросселей.
  • Для генерации растра цветного ТВ.

  #5 Катушки с переменной индуктивностью

  Катушки индуктивности, величина индуктивности которых может непрерывно изменяться, известны как катушки с переменной индуктивностью. Детали конструкции показаны на рисунке. Здесь в качестве винта используется резьбовой винт, который можно вращать внутри или снаружи катушки для изменения значения индуктивности.

  Применение: Используемые,

  • Цепи настройки
  • Цепи связи
  • Цепи генератора
  • Синхронизирующие цепи

  Читайте также: Различные типы электроинструментов и их применение [Изображения]

  #6 Катушки индуктивности звуковой частоты (ЗЧ)

  Дроссель представляет собой катушку индуктивности, препятствующую изменению тока. Если дроссель работает в диапазоне звуковых частот, то он называется дросселем ЗЧ или дросселем ЗЧ.

  Он содержит несколько витков тонкой проволоки, намотанной на многослойный железный сердечник, как показано на рисунке.

  Провод выполнен из меди с изоляцией, блок помещен в металлический кожух. 9№ 0009

  Применение: ЗЧ-дроссели используются,

  • В качестве фильтрующих дросселей в радио- и ТВ-приемниках.
  • Для создания скачков напряжения в люминесцентных лампах.
  • Наборы трубчатых светильников.

  #7 Радиочастотные (РЧ) катушки индуктивности (РЧ дроссели)

  Они предназначены для работы в диапазоне радиочастот (>20 кГц), как показано на рисунке.

  Они состоят из нескольких витков тонкой проволоки, намотанной на изоляторную трубку или сердечник из порошкового железа. Для более высокой проницаемости используется порошкообразный железный сердечник.

  Применение: Используются:

  • Используются катушки индуктивности.
  • В радиопередатчиках.

  #8 Многослойный индуктор

  Изображение: Mouser.in

  Многослойные индукторы состоят из нескольких слоев проволоки, намотанных друг на друга. Многослойный индуктор имеет первый рисунок проводящей катушки и второй рисунок проводящей катушки, расположенные в два слоя вверху.

  Они электрически соединены последовательно с двумя последовательными проводящими катушками, расположенными внизу. Этот индуктор обычно имеет большую индуктивность из-за большего количества витков обмотки.

  Эти катушки индуктивности можно использовать в системах мобильной связи. Они используются в приложениях, требующих подавления шумов на высоких частотах и ​​согласования импедансов.

  Преимущества

  1. За счет более низких рабочих частот можно достичь более высоких значений индуктивности.
  2. Кроме того, увеличивается емкость между проводами.

  #9 Литой индуктор

  Изображение: Laird.com

  Они изготавливаются путем прессования магнитного материала в форму с использованием полимера вокруг проводящей воздушной катушки для формирования его структуры. Формованные индукторы обычно изготавливаются из пластика или керамики, а сердечник из феррита или фенольного материала.

  Обмотки данного индуктора могут быть различной конструкции. Они доступны в различных формах, таких как осевые, цилиндрические и стержневые формы. Благодаря своим миниатюрным размерам и небольшому весу они могут использоваться в печатных платах (печатных платах), мобильных устройствах и компьютерах и т. д.

  Преимущества

  1. Эти катушки индуктивности имеют высокое постоянное смещение и ток насыщения.
  2. Диапазон частот этого дросселя до 5 МГц.
  3. Меньше собственных электромагнитных помех.

  #10 Связанный индуктор

  Изображение: Quora.com

  Связанный индуктор состоит из двух обмоток вокруг сердечника. Изменяющийся магнитный поток из-за первой обмотки индуцирует ЭДС во второй обмотке, известную как взаимная индуктивность. Эти обмотки электрически изолированы, обеспечивая электрическую изоляцию между двумя цепями. Связанный индуктор также известен как трансформатор.

  Связанные катушки индуктивности используются в различных приложениях в зависимости от их обмоток. Катушки индуктивности с коэффициентом обмотки 1:1 предназначены для увеличения электрической изоляции или последовательной индуктивности. Катушки индуктивности, связанные 1:N, используются в других схемах преобразования энергии, таких как обратноходовые, сепические, дзета и т. д.

  Читайте также: Типы аккумуляторов: их преимущества и недостатки [PDF]

  #11 Тонкопленочный индуктор

  Изображение: Viking.com.tw

  Тонкопленочный индуктор состоит из нескольких спиралевидных тонкопленочных катушек, размещенных на подложке. что облегчает процесс индукции. Они разработаны на подложке из тонкого феррита или магнитного материала.

  Тонкая пленка обеспечивает лучшую электрическую стабильность и устойчивость к вибрации благодаря меньшей высоте. Тонкопленочные индукторы обладают высокой точностью и производительностью и компактны. Они широко используются в устройствах мобильной связи, беспроводных сетях, источниках питания и т. д.

  Преимущества

  1. Этот индуктор имеет высокую добротность, что означает меньшие потери энергии.
  2. Обладает высокой точностью и производительностью.

  #12 Индуктор с цветным кольцом

  Изображение: Alibaba.com

  Индуктор этого типа изготавливается путем наматывания тонкой медной проволоки на ферритовый сердечник в форме гантели и соединения двух крышек сверху и снизу. Когда через него пропускают нестабильный ток, он создает передаточное магнитное поле, и это магнитное поле влияет на ток.

  Катушка индуктивности проходит процесс формования, при котором значения печатаются в виде цветных полос, поэтому, как и в случае с резистором, значение определяется путем сравнения полос с таблицей цветовых кодов. Эти катушки индуктивности используются в сетевых фильтрах, конструкциях фильтров и повышающих преобразователях.

  Читайте также: Какие бывают типы двигателей переменного тока?

  Характеристики катушек индуктивности

  Характеристики катушек индуктивности:

  1. Значение индуктивности
  2. Сопротивление
  3. Емкость
  4. Диапазон частот
  5. Коэффициент добротности
  6. Потери мощности
  7. Номинальный ток
  8. Температурный коэффициент

  1) Значение индуктивности:

  миллигенри и микрогенри.

  2) Сопротивление:

  Сопротивление – это сопротивление провода катушки индуктивности, выраженное в омах.

  3) Емкость:

  В катушке индуктивности существует эффект паразитной емкости, т. е. катушка имеет некоторую емкость между обмотками, называемую паразитной емкостью. Он лежит в пределах от 1 до 10 пФ.

  4) Диапазон частот:

  Диапазон частот — это максимальная частота, до которой индуктор может безопасно работать.

  5) Коэффициент качества:

  Обратная величина коэффициента мощности является коэффициентом качества. Это отношение индуктивного сопротивления (XL) к сопротивлению (R) катушки. Это просто число. Для хорошей катушки Q должен быть высоким, а R должен быть ниже.

  т. е. Q-фактор=XL/R

  6) Потери мощности:

  Потери в катушке обусловлены медным проводом, паразитной емкостью и сопротивлением катушки. Чем меньше потери мощности, тем выше будет качество катушки.

  7) Номинальный ток:

  Номинальный ток — это рабочий ток катушки индуктивности, измеряемый в амперах.

  8) Температурный коэффициент:

  Температурный коэффициент представляет собой стабильность значения индуктивности при изменении температуры. Выражается в ppm/°c.

  Читайте также: Какие существуют типы электродвигателей? [PDF]

  Цветовая маркировка индуктивности

  В соответствии со стандартом EIA таблица цветовых кодов индуктора приведена ниже. Чтобы определить значение индуктора, используются следующие шаги:

  Держите индуктор так, чтобы цветные полосы начинались с левой стороны. Прочитайте группы слева направо.

  Первая полоса указывает первую цифру, вторая полоса указывает вторую цифру, третья полоса указывает множитель или количество нулей, добавляемых после второй цифры, а четвертая полоса указывает допуск в процентах.

  Читайте также: Какие типы посадок используются в метрологии?

  Фактор, влияющий на индуктивность индуктора

  Индуктивность индуктора,

  • Прямо пропорциональна квадрату числа витков ( N2 ) катушки.
  • Прямо пропорциональна площади ( A ), заключенной в каждом витке.
  • Прямо пропорциональна проницаемости ядра ( мкА ).